大连理工大学：《环境化学》课程电子教案（PPT教学课件）第五章 有毒化学品 Toxic Chemicals

第五章有毒化学品 Chapter 5. Toxic Chemicals Teflon

第五章 有毒化学品 Chapter 5. Toxic Chemicals

∞1.无机污染物 1.镉:工业废水排放; 多种形态存在:配合物;水生生物对Cd很强的富集能 力;水体悬浮物有很强的吸附能力;日本的痛痛病:长期 食用含Cd高的稻米。 2.汞:厂矿、有色金属冶炼、化工生产废水; 甲基化作用;挥发作用;日本水俣病。 1956年,日本熊本县水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 这种病症最初出现在猫身上,病猫步态不稳,抽搐、麻痹, 甚至跳海死去,被称为“自杀猫

1. 镉：工业废水排放； 多种形态存在：配合物；水生生物对Cd有很强的富集能 力；水体悬浮物有很强的吸附能力；日本的痛痛病：长期 食用含Cd高的稻米。 2. 汞：厂矿、有色金属冶炼、化工生产废水； 甲基化作用；挥发作用；日本水俣病。 1956年，日本熊本县水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 这种病症最初出现在猫身上，病猫步态不稳，抽搐、麻痹， 甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。  1. 无机污染物

∞1.无机污染物 随后不久,此地也发现了患这种病症的人。患者由于脑 中枢神经和末梢神经被侵害,轻者口齿不清、步履瞒珊、面 部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形, 重者神经失常,或酣睡,或兴奋,身体弯弓高叫,直至死亡。 这种“怪病”是最早出现的由于工业废水排放污染造成 的公害病。排放的废水含有大量的汞。当汞在水中被水生物 食用后,会转化成甲基汞(CH3HgC)。这种剧毒物质只要有 挖耳勺的一半大小就可以致人于死命,当时水俣湾的甲基汞 含量达到了足以毒死日本全国人口2次都有余的程度

 1. 无机污染物 随后不久，此地也发现了患这种病症的人。患者由于脑 中枢神经和末梢神经被侵害，轻者口齿不清、步履瞒珊、面 部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形， 重者神经失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓高叫，直至死亡。 这种“怪病”是最早出现的由于工业废水排放污染造成 的公害病。排放的废水含有大量的汞。当汞在水中被水生物 食用后，会转化成甲基汞(CH3HgCl)。这种剧毒物质只要有 挖耳勺的一半大小就可以致人于死命，当时水俣湾的甲基汞 含量达到了足以毒死日本全国人口2次都有余的程度

∞1.无机污染物 3.铅:矿山开采、金属冶炼、汽车废气、燃煤、油漆、涂料; 水体中悬浮物的吸附作用。 4.砷:天然来源、人为来源(农药)。不同存在形态。 5.铬:冶炼、电镀、制革、印染;Cr3,CrO2,CrO42,Cr2O17; 6.铜: 7锌 8

3. 铅：矿山开采、金属冶炼、汽车废气、燃煤、油漆、涂料； 水体中悬浮物的吸附作用。 4. 砷：天然来源、人为来源(农药)。不同存在形态。 5. 铬：冶炼、电镀、制革、印染；Cr3+, CrO2 - , CrO4 2- , Cr2O7 - ; 6. 铜： 7. 锌： 8. ……  1. 无机污染物

G2.有机污染物的理化性质 n-Octanol-water partition coefficient(Kow); n-Octanol-air partition coefficient(Koa) Water solubility(S Vapor pressure(P 理化性质 Adsorption coefficient for soil and sediments(Koj Bioconcentration coefficient(BCF) Photolysis quantum yield (n Biodegradation rate constant(kb) 环境行为参数 Photolysis rate constant (kD)

n-Octanol-water partition coefficient (Kow); n-Octanol-air partition coefficient (KOA) Water solubility (Sw) Vapor pressure (P) Adsorption coefficient for soil and sediments(Koc) Bioconcentration coefficient (BCF) ....... Photolysis quantum yield (Y) Biodegradation rate constant (kb ) Photolysis rate constant (kp ) ...... 理化性质 环境行为参数  2. 有机污染物的理化性质

G2.有机污染物的理化性质 21正辛醇水分配系数(Kow) 定义:分配平衡时某一有机化合物在辛醇相中的浓度Co)与 其在水相中非离解形式浓度(Cw)的比值 O The n-Octanol/water partition coefficient (Kow, P) ●正辛醇的结构;生物体内的脂肪、类脂类物质; 描述疏水性的参数(亲脂性?)

定义：分配平衡时某一有机化合物在辛醇相中的浓度(CO)与 其在水相中非离解形式浓度(CW)的比值. W O OW C C K = The n-Octanol/water partition coefficient (KOW, P)  正辛醇的结构；生物体内的脂肪、类脂类物质；  描述疏水性的参数(亲脂性？) 2.1 正辛醇/水分配系数(KOW)  2. 有机污染物的理化性质

G2.有机污染物的理化性质 halogenated Cl-and C2 CH?CL2 CCl2=CCla compounds alkylated chlorinated 向: benzenes 由于Kow的变化 polychlorinated 452范围很大,通常 OCCa Oo 以 logKow 表示 nthalate polycyclic 其大小。 aromatic hydrocarbons (PAHs) aliphatic hydrocarbons Kow, octanol-water partition constant Figure 5-1. Ranges in octanol-water partition constants(K for some important classes of organic compounds

 2. 有机污染物的理化性质 Figure 5-1. Ranges in octanol-water partition constants (Kow) for some important classes of organic compounds. 由于KOW的变化 范围很大，通常 以logKOW表示 其大小

G2.有机污染物的理化性质 如何获取Kow值? (1)直接实验测定; (2)通过水溶解度(S3)估算; (3)通过色谱保留指数估算 (4)碎片常数和结构因子法测定; (5)定量结构性质关系(QSPR)模型;

(1) 直接实验测定； (2) 通过水溶解度(SW)估算； (3) 通过色谱保留指数估算； (4) 碎片常数和结构因子法测定； (5) 定量结构-性质关系(QSPR)模型；  2. 有机污染物的理化性质 如何获取KOW值?

G2.有机污染物的理化性质 ° halogenated. Cr-C4.c0p A saturated and unsaturated hydrocarbons 通过水溶解度 4 miscellaneous aliphatic hydrocarbons ● substituted如 engines (Sx)算 o polycyclic aromatic hydrocarbons polychlorinated biphenyls a phthalate esters …·◇ sulfides, thiols x miscellaneous pesticid 资料来源:R.P I Schwarzenbach IP M. Gschwend. I CH2Cl o D.M. Imboden Or-N-CH-s-PiOC2Hg2 I Environmenta Organic Chemistry, I John wiley ons. nc log Cw. (L, L)(=-log yw w) (mot-L'y Figure 5-2. Plot of log octanol-water partition constants versus log(subcooled liquid aqueous solubilities for a variety of organic compound classes

资料来源：R. P. Schwarzenbach, P. M. Gschwend, D. M. Imboden, Environmental Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc. Figure 5-2. Plot of log octanol-water partition constants versus log (subcooled) liquid aqueous solubilities for a variety of organic compound classes.  2. 有机污染物的理化性质 通过水溶解度 (SW)估算

G2.有机污染物的理化性质 资料来源:R P Schwarzenba CI ch.P. M Gschwend, D @@, M. Imboden Environment 3 Br al organic Chemistry, 2 John wiley log Kow=5.1log t(min)-1.3 Sons, Inc. 0 2 log retention time(min) Figure 5-3. Relation between log octanol-water partition constants and log retention times on a reversed-phase liquid chromatography system for a series of nonpolar organic compounds(data from Veith et al., 1979)

 2. 有机污染物的理化性质 资料来源：R. P. Schwarzenba ch, P. M. Gschwend, D. M. Imboden, Environment al Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc. Br Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl . . . . . 0 1 2 7 6 5 4 3 2 1 0 log retention time (min) Log KOW log KOW = 5.1log t(min) - 1.3 Figure 5-3. Relation between log octanol-water partition constants and log retention times on a reversed-phase liquid chromatography system for a series of nonpolar organic compounds (data from Veith et al.,1979)